地面自动过分相中开关切换的瞬态过程研究

针对在铁路分相区实测的机车过分相时的过电压波形,研究了分相区接触网的等效电气参数和数学模型。通过理论分析指出,采用电子开关实现地面自动过分相,实现机车带载(不分闸)过分相的同时,也可避免过电压的产生。对机车处于中性区时地面开关分闸的截流过电压和地面开关合闸的合闸过电压进行了理论分析,仿真验证了分相区的开关切换产生的过电压及理论分析有效。

一种新的车载自动过分相装置的设计与实现

介绍了一种新的车载自动过分相装置。它通过GPS和RFID组合定位系统来判断电力机车是否到达分相区;通过控制电枢电流的升、降和主断路器的分、合完成机车自动过分相过程。该装置完全模拟司机过分相区时的操作,并预留有机车TAX箱接口。实际运行证明该装置具有很高的可靠性和实用价值。

采用级联H桥多电平变流器的地面过电分相系统

为彻底消除牵引供电系统中电分相对电力机车及牵引供电系统的不利影响,在无断电过电分相方案的基础上,提出采用级联H桥多电平变流器的地面过电分相系统。该系统利用功率前馈直接功率控制(DPC)算法,实现电力机车所需功率在接触网供电臂与中性段之间的可控切换;利用二阶广义积分器—锁相环重构电压信号的方法,实现列车运行于中性段时相邻两接触网供电臂间供电电压和相位的柔性切换。基于Matlab/Simulink软件建立级联H桥多电平变流器的地面过电分相系统仿真平台,模拟列车满功率牵引通过该系统的过程,结果表明该系统可以实现列车带载通过电分相,并且对牵引供电系统和电力机车均无冲击。

列车带载过分相下车体过电压仿真研究

在列车供电分相的优化中,动车组带载过分相(地面开关式自动电分相)时真空负荷开关的切换造成车体产生不稳定的暂态过电压现象,严重影响列车的安全运行。针对上述问题,首先分析了列车过中性段时的车体过电压产生机理;然后,在MATLAB/Simulink平台上搭建了列车带载过分相时的车-网耦合等效电路模型,电路引入Habedank黑盒电弧模型以模拟真空负荷开关切换产生的电弧;通过理论和仿真分析得到并对比了负荷开关分合闸下车体电压的波形及切换相位角对过电压的影响规律;最后从动车组车体和电分相优化的角度提出了车体过电压的具体抑制措施,经过对大量仿真波形的分析表明上述的抑制措施能有效解决车体暂态过电压问题,对列车的安全运行有一定指导意义。

基于RTDS的柔性自动过分相系统建模与仿真

电气化铁路的电分相使得列车过分相时存在过电压、过电流、弓网电弧等问题。柔性自动过分相技术在近年被提出,有望解决铁路电分相带来的系列问题。在介绍柔性自动过分相系统结构和工作过程的基础上,分别用实时数字仿真仪(RTDS)的小步长和大步长模型对柔性自动过分相系统进行建模和仿真,并模拟列车通过电分相区的过程。仿真中采用功率控制减小受电弓与接触线的分断电流,采用变频移相实现中性段相位的柔性过渡。仿真结果表明柔性自动过分相系统能实现列车不断电通过电分相区,且不产生功率冲击和电压冲击。

地面控制自动过分相系统技术的应用研究与测试分析——实施于青藏铁路西宁至格尔木电气化工程

概要介绍青藏铁路西宁至格尔木段电气化工程采用的地面控制自动过分相技术及创新特点;重点进行了该系统电气暂态过程影响的理论研究,并且运用PSCAD和MATLAB软件建模,分别进行了地面控制装置、机车逻辑控制、主变流器、辅助变流器等应用的模拟仿真研究;对现场试验测试获取的波形、数据进行科学分析,得出相应的符合实际的结论。该系统技术、装置及HXD1C交流传动机车兼容技术,满足青藏铁路高海拔环境的应用条件,保障了列车的安全可靠运行。

地面自动过分相系统列车位置检测及智能复原技术

通过地面自动过分相系统与车载自动过分相系统差异性分析,提出地面自动过分相系统配置、冗余设置、智能复原技术,详细介绍了冗余配置点功能及智能复原关键技术。

一种新型地面开关过分相技术的系统方案研究

首先阐述了电气化铁路过分相的来由,简要介绍了地面开关过分相技术优势。在满足安全性、可靠性、可用性、可维护性等设计原则的基础上,分析并阐述了一种新型地面开关过分相技术的列车位置检测(计轴信号)、逻辑控制、开关执行、继电保护等4个核心子系统的技术设计方案,以及中性段长度的计算过程和方法。该新型地面开关过分相技术完全适应中国电气化铁路,解决了接触网中性区快速带电,列车持续保持动力的难题,有效提高列车运行速度,提升运营效率、节约旅行时间;同时也解决了在长大坡道或重载线路上采用传统过分相方案可能造成列车非正常停车或滑坡问题,具备推广使用条件。

CRH3A型动车组自动过分相控制设计及工作原理

介绍CRH3A型动车组过分相系统的组成,阐述GFX-3A型自动过分相信号处理器的工作方式。结合CRH3A型动车组的逻辑控制设计原理,以CRH3A型动车组独有的逻辑控制方式,研究列车过分相预告信号的获取、感应接收器工作控制的逻辑顺序、驶出分相区的信号处理以及信号通讯的特点、方式和原理。

高速、高坡、重载电气化铁路地面控制自动过分相工程设计的应用研究

建议对地面控制自动过分相术语进行规范;为创新归纳工程设计的诸多内容,针对工程项目开展应用研究,梳理规范工程设计中各专业的分工和相关专业的配套接口设计原则、方法、内容;创新采用分相所箱体结构、八跨式或"N+n"的双断口绝缘锚段关节式电分相、系统供电远动通道接口及远动监控技术、土建工程设计要点;以及机车兼容配套等预算费用编列等问题;创新应用研究取得了青藏铁路西格复线、神朔铁路等多处地面控制自动过分相系统成功应用实例,得出创新应用研究先进科学可行的结论。

车载自动过分相装置测试仪

针对现有的机车车载自动过分相装置维护、检修难的问题,设计了车载自动过分相装置测试仪。通过模拟实际运行中的机车状态参数和自动过分相定位信号,综合检测自动过分相装置各种工况下的运行情况,并根据系统在各种速度下的执行时间,评估自动过分相装置是否能正常工作。

地面自动过分相测量回路故障诊断及容错控制

电气化接触网采用单相工频、分相供电方式,供电臂、中性区等电信号的获取是确保列车自动过分相的基础。针对传感器绝缘老化等问题导致的电信号测量回路故障,提出地面自动过分相测量回路故障诊断及容错控制方法。该法基于供电臂、中性区等不同测量回路的机理分析,给出了基于回路信息相互校核的自动过分相测量回路故障诊断方法,并依据不同测量回路的故障特征,构造了相应的容错控制方案。最后,利用仿真和实际工程示范项目运行结果表明所提方法的有效性与可行性。

电力牵引去电分相技术探讨

结合动车组辅助供电系统的特性分析了去分相的前提条件,以标准动车组为例,利用Matlab搭建仿真模型,分析了电力电子自动过分相装置中间电压的波动情况,检验了利用电力电子开关自动过分相的适应性。

组合式虚拟同相柔性供电装置的直接功率控制

虚拟同相柔性供电装置能够避免列车通过电分相时引发的速度损失以及因动态过程而产生的电压和电流冲击等暂态过程,因此具有重要的工程应用价值。以国家十三五重点研发计划—轨道交通高能效牵引供电与传动关键技术项目拟采用的组合式虚拟同相柔性供电装置为研究对象,分析该组合装置供电的中性段与牵引供电臂进行功率柔性切换的基本原理,建立数学模型,基于传统直接功率控制算法,提出一种适用于该组合装置的直接功率控制算法。该算法能够实现对组合式虚拟同相柔性供电装置的功率控制,实现负载功率在中性段与牵引供电臂之间的柔性切换,避免车网分离时拉弧现象的产生。Matlab/Simulink仿真结果验证了此控制算法的有效性和可行性。

电力机车地面控制自动过分相兼容技术应用研究

介绍地面控制自动过分相原理,分析电力机车通过该系统时的暂态响应,并以HXD3型机车为例分析控制逻辑,总结归纳交流机车兼容技术方案。同时对此项技术应用后的经济效益和社会效益进行分析。

大秦线车载自动过分相系统的研制与应用

主要分析了针对大秦线开行重载组合列车而开发研制的大秦线车载自动过分相系统的组成及其原理,介绍了系统的主要控制功能。经现场使用证实,大秦线车载自动过分相系统保证了2万t组合列车自动通过分相区,系统运行安全可靠。

地面自动过分相系统应用于重载列车的研究

比较了常见的3种自动过分相方式,在此基础上提出了利用晶闸管代替真空负荷开关作为开关器件的地面自动过分相系统。为验证新型地面自动过分相系统的正确性,搭建了地面自动过分相系统以及电力机车的仿真模型。对电力机车通过分相区的暂态瞬间进行仿真,得出合理的晶闸管开关切换时间。

朔黄铁路电力机车自动过分相装置优化研究

研究基于神华8轴交流传动电力机车过分相装置的设计原理,根据朔黄铁路线路特点和交流电力机车过分相技术的应用需求,形成一套优化的硬件和软件设计方案,并对改进后的装置进行试验验证。同时,结合朔黄铁路自动过分相的工程应用经验,解决分相逻辑算法优化、误差消除及分相状态显示等问题,并试验验证分相动作的有效性和平稳性。该装置经过运用考核,各项指标达到设计要求。

采用车地融合方式开展列控过分相计算研究

从张吉怀铁路引入怀化枢纽的实际情况出发,针对联调联试过程中对枢纽动态测试的实际场景,分析不同车型、不同车载在各场景下的过分相数据,相对于传统的仅考虑地面参数进行列控过分相模拟计算方法,提出车地融合方式列控过分相的新计算思路和计算方法,并提出关键参数的计算公式,旨在对后续项目的工程设计提供必要的借鉴。

自动过分相系统设计与改进

介绍了我国目前广泛运用的自动过分相系统车上自动转换方式的原理,阐述了其设计方法和参数确定原则,描述了该系统自投入运用以来作的几点改进。该系统已陆续在全路推广应用。